基于plc控制的双挤胶覆涂装置机电系统设计毕业设计说明书(编辑修改稿)

基于plc控制的双挤胶覆涂装置机电系统设计毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

大， l0小传动精度较高、要求传动速度快时，可选用大导程滚珠丝杠副。 根据该覆涂机构的性能要求，并按照国家标准化组（ ISO/DIS340821991）中规定，可选取 d0＝ 20mm，基本导程 l0＝ 4mm，工作圈数（或列数）取 3，滚珠总数 N一般不超过 150个。 3. 滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧的选择 滚珠丝杠副在负载时，其滚珠与滚道面接触点处将产生弹性变形。 换向时，其轴向间隙将引起空回，这种空回是非连续的，即影响传动精度，又影响系统的动态性能。 因而 ,在实践应用中，常采用的调整预紧方法有双螺母螺纹预紧调整式，双螺母齿差预紧调整式，双螺母垫片调整预紧式，弹簧式自动调整预紧式。 单螺母变位导程自预紧式等五种。 对于该双挤胶覆涂系统，采用 双螺母垫片调整预紧式的方法。 其特点是结构简单，刚度高，预紧可靠，但使用中调整不方便。 4 .滚珠丝杠副支承方式的选择 实践证明，丝杠的轴承组合及轴承座以及其它零件的连接刚性不足，将严重影响滚珠丝杠副的传动精度和刚度，在设计安装时应认真考虑。 为了提高轴向高度，常用止推轴承为主的轴承组合来支承丝杠，当轴向载荷较小时，也可用向心推力轴承来支承丝杠，常用轴承的组合方式主要有单推－单推式、双推－双推式、双推－简支式、双推－自由式四种。 对该该双挤胶覆涂系统，采用双推－双推式，两端装止推轴承及向心轴承的组合，并施加预紧 力，使其刚度最高。 该方式适合于高刚度、高速度、高精度的紧密丝杠传动系统。 最终， 滚珠丝杠 选定 为 “FFZD4053C3”表示内循环浮动反向器直筒组合双螺母垫片预紧、公称直径 20mm、基本导程为 4mm、承载滚珠圈数为 3 圈、 C 级精度检查 1－ 3项、右旋。 目前应用最广泛应用的是深沟球轴承，它是标准件，购买方便，价格便宜，相对其他轴承，它还具有以下特点： 1. 深沟球轴承的内外圈滚道都呈圆弧状深沟，沟道半径略大于球半径。 主要用于承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷。 当轴承的径 向游隙 加大时，具有角接触球轴承的功能，可承受较大的轴向载荷，而且适用于高速旋转。 轴承在外壳孔和轴相对倾斜 8′～16′时，仍可正常工作，但影响其使用寿命。 在转速较高且不宜采用推力球轴承的情况下可用该类轴承承受纯轴向载荷。 2. 深沟球轴承一般采用一件由两部分合成的钢板冲压保持架，但大尺寸或高速轴承则采用实体保持架，这种保持架同冲压保持架一样由球引导，高速深沟球轴承的保持架通常常州工学院机电工程学院毕业 设计 说明书 9 由内圈或外圈挡边引导。 3. 与尺寸相同的其他类型轴承比较，深沟球轴承摩擦系数小，振动与噪声也较低，极限转速高，精度高，是用户选型时首选的轴承 类型。 但是，该类轴承不耐冲击，不适应承受较重载荷。 4. 深沟球轴承结构简单，使用方便，是生产批量最大、应用范围最广的一类轴承。 广泛应用于汽车、家电、机床、电机、水泵、农业机械、纺织机械等诸多领域。 其产量占轴承总产量的 70%以上，是我国产量最高，使用最普遍而价格最便宜的一类轴承。 由于它的上述优点，在本机构选用了深沟球轴承，再根据丝杠的直径，选择一个内径为 15 的轴承，因此这里选择了型号为 6202 的深沟球轴承。 由于本调节机构所受的载荷较小，不存在强度失效问题，故不再对此轴承进行强度校核。 双 挤胶辊机构 设计 挤胶辊机构是由动辊和定辊两辊组成，动辊可以在水平方向的导轨上移动，从而实现水平方向的位移，保证了机构间隙的可调节。 这个间隙调节就由上节所说的间隙调节机构来调节。 定辊不可以水平移动，仅可以在电机的带动下转动。 由于要确保两辊转动的同步性，所以动辊和定辊必须由同一个电机带动。 电机通过链传动带动轴转动，再通过两个相同规格的外啮合齿轮传动，可以使两轴相向转动。 由于动辊存在水平位移，故齿轮轴必须和 动辊轴间用万向联轴器连接，以防齿轮发生脱离或者打齿的现象。 胶辊电机的选择 胶辊是由金属芯轴和塑料胶组成，选 取胶辊的直径 d=400mm，金属芯轴的直径 取d1=130mm，塑料胶厚 10mm。 胶辊芯轴选用 45 钢 （芯轴为空心轴，厚度为 10mm） ，密度 为ρ 1=，塑料胶 为氯丁橡胶，它 的密度ρ 2=，胶辊的长为L=20xxmm。 45钢体积 V1： LdLdV 21211 )2 20()2(   算得 V1=3x106mm3； 塑料胶的体积 V2： LdLdV 222 )2 20()2(   算得 V2=； 45钢的重量 m1： 111 Vm  算得 m1=24kg； 塑料胶的重量 m2： 222 Vm  算得 m2=30kg； 总质量 m总： 常州工学院机电工程学院毕业 设计 说明书 10 21 mm 总m 算得 m总 =54kg； 橡胶 摩擦系数μ =，重力加速度 g=10N/kg，则正压力： g总mFN  算得 FN=540N； 摩擦力 F摩： NF摩F 算得 F摩 =270N； 转动胶辊所需功率 P： 1000V摩FP （设计 要求的速度是 ～ ，取 V=10m/s） 算得 P=； 链传动的传动效率η 链 =，联轴器的效率η 联 =，直齿圆柱齿轮的效率η 齿=，则电动机到工作机间的总效率为 链联齿总   算得η 总 =； 电动机所需工作功率为 总PP0 算得 P0=； 选取电动机的额定功率 Ped=4kw。 胶辊的工作转速为 d vn  601000 算得 n=； 大 链轮的转速 n2=，由下面的滚子链的设计可以得到传动比 i=，则小链轮的转速 n1为 21nni 算得 n1=1350r/min。 考虑有一些传动的效率，电动机 n 总 =1400r/min。 综上， 选定电机型号为： RS57 同轴式斜齿轮减速机，参数为：输入功率 ～ 55kw，额定功率为 4kw，转速为 1400r/min。 转速计算为： ： 总nn1 ，算得转速为 1400r/min； ： inn 12 ，算得转速为 500r/min； ： 23 nn ，算得转速为 500r/min； ： 34 nn  ，算得转速为 500r/min。 常州工学院机电工程学院毕业 设计 说明书 11 功率计算为： 处的 功率为： 链01 pp  ，算得功率为 ； ： 齿12 pp  ，算得功率为 ； ： 联23 pp  ，算得功率为 ； 转矩计算为： ：000 9550n pT  ，算得转矩为 N m； ：111 9550n pT  ，算得转矩为 m； ：222 9550n pT  ，算得转矩为 N m； ：333 9550n pT ，算得转矩为 m； 矩：：444 9550n pT  ，算得转矩为 55N m。 链传动的参数选择 链传动的概况 电机与轴的传动可以有多种方式，本课题研究的机械装置采用链传动。 链传动的主要优点是：没有滑动；工况相同时，传动尺寸比较紧凑；不需要很大的张紧力 ，作用在轴上的载荷较小；效率较高，可以达到 98%；能在温度较高，湿度较大的环境中使用等；如果有需要，轴间距离可以变大。 链传动的缺点是：只能用于平行轴间的传动；瞬时速度不均匀，高速运转时不如带传动那么平稳；不宜在载荷变化较大和急促反向 的传动中应用；工作时，噪声大；制造链传动的费用比带传动高等。 链传动的应用：链传动主要用于要求工作可靠，且两轴相距较远，以及其它不宜用齿轮传动的场合。 广泛用于农业、采矿、冶金、起重、运输、石油、化工、纺织等各种机械的动力传动中。 目前，最大传递功率达 5000kw。 最大传动比达到 15，最大中心距达到 8m。 由于经济及其其它原因，链传动的传动功率一般小于 100kw，速度小于 15m/s，传动比小于 8。 根据课题选择参数 i 1221 zznni  一般 i≤ 7，推荐 i=2～ ，取 i=；（ n1为小链轮转速， r/min； n2为大链轮转速，r/min） 链轮齿数不宜过多或过少。 齿数太少时，（ 1）增加传动的不均匀性和动载荷；（ 2）增加链节间的相对转角，从而增大功率消耗；（ 3）增加链的工作拉力（当小链轮转速 n常州工学院机电工程学院毕业 设计 说明书 12 转矩 T1和节距 p 一定时，齿数少时链轮直径小，链的工作拉力增加），从而加速链和链轮的损坏。 但链轮的齿数太多，除增大传动尺寸和重量外，还会因磨损而实际节距增长后发生跳齿或脱链现象机率增加，从而缩短链的使用寿命。 滚子链的最少齿数为 zmin=9，推荐 z1=292i，根据下表 31，因为 z2=i z1≤ 120， 取z1=25， 则 z2=71。 表 31 滚子链小链齿数推荐 z1 i 1～ 2 2～ 3 3～ 4 4～ 5 5～ 6 6 z1 31～ 27 27～ 25 25～ 23 23～ 21 21～ 17 17～ 15 注： z1增大，链条总拉力下降，多边形效应减弱，但结构重量增大 ； z z2取奇数，链节数 Lp为偶数时，可使链条和链轮轮齿磨损均匀；优先选用齿数： 1 1 2 22 3 5 7 95 和 114。 Pd PKP Ad  KA— 工况系数（见下表 32），若工作情况特别恶劣时， KA值应比表值大得多； P— 传递功率（取 P=） 表 32 工况系数 AK 载荷种类 输入动力种类 内燃机 液力传动 电动机或汽轮机 内燃机 机械传动 平稳载荷 中等冲击载荷 较大冲击载荷 取 KA=，则 Pd=3kw； P0 pzdKKPP 0 Kz— 小链轮齿数系数，见下表 33； Kp— 排数系数，见下表 34； 表 33 小链轮齿数系数 KZ 1Z 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ZK 0． 719 ,ZK 1Z 19 21 23 25 27 29 31 33 35 ZK ,ZK 常州工学院机电工程学院毕业 设计 说明书 13 表 34 多排链系数 KP 排数 1 2 3 4 5 6 PK 1 1． 7 算得 P0=（ Kz=， Kp=1） ； p 根据 P0和 n1由机械手册图 1221 选取 p=，链号为 08A。 dK maxkk dd  dkmax— 链轮轴孔最大许用直径，见机械设计手册 1226 注：当不能满足要求时，可增大 z1或 p 重新验算。 得 dkmax=57mm，所以取小链轮直径 d1=34mm，根据传动比可得大链轮直径 d2=90mm。 a0 一般 a0=（ 30～ 50） p，但 a0max=80p，具体计算如下： i＜ 4， piza o )1( 1m a x  i≥ 4， piz )1( 1  因为 i=，所以算得 a0min=，取 a0=500mm； 初定中心距 a0p paap 00  算得 a0p=； Lp ppp akazzL0021 22  （注：计算得到的 Lp 值，应圆整为偶数，以避免使用过渡链节，否则其极限拉伸载荷须降低 20%） k— 见机械 设计手册 1227 k=，算得 Lp=， Lp经圆整为 128，链条节数为 128 节。 L 1000pLL p 算得 L=； v 100060 11 pnzv 常州工学院机电工程学院毕业 设计 说明书 14 算得 v=； Ft v pFt 1000 算得 Ft=； F tAFKF  算得 F=； 链条静强度计 算式： pfctA nFFFK Qn  式中 n— 静强度安全系数； Q— 链条极限拉伸载荷（抗拉载荷）， N，见机械设计手册表 1221； Ft— 有效圆周力， N； Fc— 离心力引起的力， N， 2qvFc  ； q— 链条质量， kg/m,见表 35； v— 链条速度， m/s； Ff— 悬垂力， N，在 Ff， 和 Ff， 二者中取最大值； 100, qaKF ff  1 0 0 )s in(, qaKF tf  Kf— 系数，见图 32 a— 链传动中心距， mm； θ — 两轮中心连线对水平面倾角；。